詳細(xì)介紹
濰坊日麗環(huán)保閆雪為您簡(jiǎn)介生化系統(tǒng)活性污泥上浮和沉淀池中污泥膨脹成因及檢測(cè)與控制
引言:
在采用活性污泥法處理廢水的運(yùn)行過(guò)程中,有多種原因可引起生化體統(tǒng)(曝氣池)中污泥活性受到抑制,導(dǎo)致生化系統(tǒng)中污泥上浮和沉淀池中污泥膨脹,從而使有機(jī)物的去除率下降。
污泥膨脹、上浮的問(wèn)題是活性污泥自產(chǎn)生以來(lái)一直伴隨并常常發(fā)生的一個(gè)棘手的問(wèn)題。其主要特征是:污泥結(jié)構(gòu)松散,質(zhì)量變輕,體積膨大,沉淀壓縮性能差;SV值增大,有時(shí)達(dá)到90%,SVI達(dá)到400以上;大量污泥流失,出水渾濁;二次沉淀池難以固液分離,回流污泥濃度低,有時(shí)還伴隨大量的泡沫的產(chǎn)生,無(wú)法維持生化處理的正常工作。污泥膨脹、上浮是生化處理系統(tǒng)較為嚴(yán)重的異常現(xiàn)象之一,它直接影響出水水質(zhì),并危害整個(gè)生化系統(tǒng)的運(yùn)作。
生化池(曝氣池)中污泥活性一旦受到抑制,就會(huì)導(dǎo)致微生物性質(zhì)和類群的改變、有機(jī)底物的去除率下降。有些微生物(如絲狀菌)的過(guò)量增長(zhǎng)會(huì)形成泡沫或浮渣,運(yùn)行時(shí)機(jī)械應(yīng)力、挾裹氣泡等均會(huì)使活性污泥的比重降低而上浮飄走,流入二沉池會(huì)引起二沉池污泥膨脹,不僅增加了出水中的懸浮固體量,而且會(huì)大大降低生物反應(yīng)系統(tǒng)(曝氣池)中活性污泥的活性和數(shù)量。
污泥膨脹的發(fā)生率是相當(dāng)高的,在歐洲近50%的城市污水廠每年都會(huì)有不同程度的污泥膨脹發(fā)生,在我國(guó)的發(fā)生率也非常高。基本上目前各種類型的活性污泥工藝都會(huì)發(fā)生污泥膨脹。污泥膨脹不但發(fā)生率高,發(fā)生普遍,而且一旦發(fā)生難以控制,通常都需要很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)調(diào)整。針對(duì)污泥膨脹、污泥上浮及生化體統(tǒng)中污泥活性受抑制,各方面的理論很多,但并不**。本文在閱讀大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,對(duì)導(dǎo)致活性污泥活性抑制與膨脹、上浮的原因、檢測(cè)方法和控制技術(shù)進(jìn)行了討論,整理出幾種較為成熟且有普遍意義的觀點(diǎn),并歸納如下。
1 引起活性污泥上浮的主要因素
1.1 進(jìn)水水質(zhì)
1.1.1 過(guò)量的表面活性物質(zhì)和油脂類化合物
這類物質(zhì)可以影響細(xì)胞質(zhì)膜的穩(wěn)定性和通透性,使細(xì)胞的某些必要成分流失而導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)停滯和死亡。當(dāng)曝氣池進(jìn)水中含有大量這類物質(zhì)時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量泡沫(氣泡),這些氣泡很容易附聚在菌膠團(tuán)上,使活性污泥的比重降低而上浮。另外,當(dāng)進(jìn)水含油脂量過(guò)高時(shí),經(jīng)過(guò)曝氣與混合,油脂會(huì)附聚在菌膠團(tuán)表面,使細(xì)菌缺氧死亡,導(dǎo)致比重降低而上浮。
1.1.2 pH值沖擊
過(guò)高或過(guò)低的pH值會(huì)影響活性污泥微生物胞外酶及存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁里酶的催化作用以及微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。當(dāng)連續(xù)流曝氣反應(yīng)池內(nèi)pH<4.0或pH>11.0時(shí),多數(shù)情況下活性污泥中微生物活性受到抑制,或失去活性,甚至死亡,以致發(fā)生污泥上浮。用SBR法處理啤酒廢水和化工廢水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)進(jìn)水pH值為2.5-5.0和10.0-12.0時(shí),pH值越低(或越高),污泥活性受抑制越嚴(yán)重,上浮污泥量越多。控制低pH值(3.5-7.0)的反應(yīng)周期內(nèi)pH值不變,兩種廢水的活性污泥在pH≤5.5時(shí)就開始出現(xiàn)污泥上浮。另一方面,隨著pH值的增加,由于胞外聚合物(Extra Celluar Polymer)的電離官能團(tuán)增加,活性污泥絮凝作用增加(盡管帶的負(fù)電性增加),但當(dāng)pH值超過(guò)一定范圍后,絮凝作用下降。可見,這時(shí)的電排斥作用增加,也會(huì)造成活性污泥脫絮(懸浮、不絮凝、反絮凝(deflocculation)和上浮[6]。
1.1.3 鹽含量的影響
對(duì)進(jìn)水的pH值調(diào)整不能消除堿度對(duì)活性污泥的影響。對(duì)堿性進(jìn)水調(diào)pH值,雖然中和了堿性物質(zhì),但產(chǎn)生了鹽。鹽溶液濃度不同其滲透壓也不同,滲透壓是影響微生物生存的重要因素之一。如微生物所處的溶液滲透壓發(fā)生突變,就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
1.1.4 水溫過(guò)熱
組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15-35℃,超過(guò)45℃時(shí)會(huì)使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮(經(jīng)過(guò)*馴化的或特殊微生物除外)。另外,Klaus Kriebitzsch等在用SBR工藝測(cè)定溫度對(duì)細(xì)胞內(nèi)酶活性影響的試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn),溫度在20、30和40℃時(shí)酶活性較好,大于50℃之后,酶的活性明顯下降。
1.1.5 致毒性底物
對(duì)好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括:含量過(guò)高的COD、有機(jī)物(酚及其衍生物,醇,醛和某些有機(jī)酸等)、硫化物、重金屬及鹵化物。高底物濃度可與細(xì)胞酶活動(dòng)中心形成穩(wěn)定的化合物,導(dǎo)致基質(zhì)不能接近,無(wú)法被降解,甚至使細(xì)胞中毒死亡。重金屬離子進(jìn)人細(xì)胞后主要與酶或蛋白質(zhì)上的-SH基結(jié)合而使之失活或變性。微量的重金屬離子還能在細(xì)胞內(nèi)不斷積累終對(duì)微生物發(fā)生毒害作用(微動(dòng)作用)。鹵化物是碘和氯,碘不可逆地與菌體蛋白質(zhì)(或酶)的*結(jié)合,生成二碘*,使菌體失活。氯與水合成次氯酸,其分解產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑。而且廢水中有機(jī)物的突變,使原被馴化好的并能降解有機(jī)毒物的微生物減少或消失。
1.2 工藝運(yùn)行
1.2.1 過(guò)量曝氣
微生物處于饑餓狀態(tài)而引起自身氧化進(jìn)人衰老期,池中溶解氧濃度(DO)上升;或者由于污泥活性差,曝氣葉輪線速度過(guò)高,供氧過(guò)多。總之,DO上升,短期內(nèi)污泥活性可能很好,因?yàn)樾玛惔x快,有機(jī)物分解也快,但時(shí)間一久,污泥被打得又輕又碎(但無(wú)氣泡),象霧花片似的飄滿沉淀池表面,隨水流走。這種污泥色淺,活性差,耗氧速率下降,污泥體積和污泥指數(shù)增高,處理效果明顯降低。
1.2.2 缺氧引起的污泥上浮
污泥呈灰色,若缺氧過(guò)久則呈黑色,并常帶有小氣泡。
1.2.3 反硝化引起的污泥上浮
當(dāng)廢水中有機(jī)氨化合物含量高或氨氮高時(shí),在適宜條件下可被硝酸菌和亞硝酸菌氧化為NO3-,如二沉池積泥或停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),NO3-還原產(chǎn)生的N2會(huì)被活性污泥絮凝體所吸附,使得活性污泥上浮。
1.2.4 回流量太大引起的污泥上浮
回流量突增,會(huì)使氣水分離不*,曝氣池中的氣泡帶到沉淀區(qū)上浮,這種污泥呈顆粒狀,顏色不變,上翻的方向是從導(dǎo)流區(qū)壁直向沉淀區(qū)壁成湍流翻動(dòng)。
1.2.5 二沉池池底積泥引起的污泥上浮
如果二沉池底泥發(fā)酵,產(chǎn)生的CO2和H2也會(huì)附聚在活性污泥上,使污泥比重降低而上浮。污泥腐化產(chǎn)生CH4、H2S后卜浮,首先是一個(gè)個(gè)小氣泡逸出水面,緊接著有黑色污泥上浮。
1.3 活性污泥絲狀菌過(guò)量生長(zhǎng)及其控制產(chǎn)生的污泥上浮
1.3.1 溫度與負(fù)荷
微絲菌(Mocrothrix patvicella)的生長(zhǎng)條件是溫度在12-15℃,污泥負(fù)荷小于0.1kg/(kg·d)。它的天然疏水性會(huì)引起活性污泥的脫水性差,為490mL/g。在溫度高于20℃后、即使污泥負(fù)荷是0.2kg/(kg·d),M.parvicella也不增值。它打碎成30-80μm的碎片,成浮渣形式而上浮。
1.3.2 表面活性物質(zhì)、類脂化合物及機(jī)械應(yīng)力作用
引起低負(fù)荷膨脹和污泥上浮的頻繁的絲狀菌是:微絲菌、0092型、0041型。在進(jìn)水中表面活性物質(zhì)和類脂化合物濃度的升高、接種和機(jī)械應(yīng)力也會(huì)引起放線菌(Actinomycetes)的增長(zhǎng)。Kappeleretal觀察到機(jī)械應(yīng)力(如離心泵)損壞緊密的活性污泥絮凝體并導(dǎo)致微絲菌的過(guò)量增長(zhǎng)[9]。
1.3.3 過(guò)量投加絲狀菌抑制劑
在曝氣池流出槽中注人過(guò)氧化氫,數(shù)天后,絲狀菌就消失,SVI從580mL/g下降至178mL/g。且過(guò)氧化氫也有確保曝氣池DO和去除H2S臭味的效果。但若加人量太多會(huì)引起活性污泥的活性抑制及污泥上浮。
2、沉淀池(二次沉淀池)中污泥膨脹原因
污泥膨脹分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。非絲狀菌膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷太高的時(shí)候,此時(shí)細(xì)菌吸附了大量有機(jī)物,來(lái)不及代謝,在胞外積貯大量高粘性的多糖物質(zhì),使得表面附著物大量增加,很難沉淀壓縮。而當(dāng)?shù)獓?yán)重缺乏時(shí),也有可產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象。因?yàn)槿羧钡⑸锉阌诠ぷ鞑荒艹浞掷锰荚春铣杉?xì)胞物質(zhì),過(guò)量的碳源將被轉(zhuǎn)彎為多糖類胞外貯存物,這種貯存物是高度親水型化合物,易形成結(jié)合水,從而影響污泥的沉降性能,產(chǎn)生高粘性的污泥膨脹。非絲狀菌污泥膨脹發(fā)生時(shí)其生化處理效能仍較高,出水也還比較清澈,污泥鏡檢也看不到絲狀菌。非絲狀菌膨脹發(fā)生情況較少,且危害并不十分嚴(yán)重,在這里就不著重研究。
絲狀菌膨脹在日常實(shí)際工作中較為常見,成因也十分復(fù)雜。影響絲狀菌污泥膨脹的因素有很多,但我們首先應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是活性污泥是一個(gè)混合培養(yǎng)系統(tǒng),其中至少存在著30種可能引起污泥膨脹的絲狀菌。而絲狀菌在與活性膠團(tuán)系統(tǒng)共生的關(guān)系中是*的一類重要微生物。它的存在對(duì)凈化污水起著很好的作用。它對(duì)保持污泥的絮體結(jié)構(gòu),保持生化處理的凈化效率,及在沉淀中起著對(duì)懸浮物的過(guò)濾作用等都有很重要的意義。事實(shí)也證明在絲狀菌與菌膠團(tuán)細(xì)菌平衡時(shí)是不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹,只有當(dāng)絲狀菌生長(zhǎng)超過(guò)菌膠團(tuán)細(xì)菌時(shí),才會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。
2.1污泥負(fù)荷對(duì)污泥膨脹的影響
一般認(rèn)為活性污泥中的微生物的增長(zhǎng)都是符合Monod方程的:
S
μ=μmax
KS +S
式中μ----微生物比增長(zhǎng)速率,d-1;μ=1/x * dx/dt
X----生物體濃度,mg/L;
S----生長(zhǎng)限制性基質(zhì)濃度(殘留與溶液中的基質(zhì)濃度),mg/L;
KS-----飽和常數(shù)(半速度常數(shù)),其值為μ=μmax/2時(shí)的基質(zhì)濃度,mg/L;
μmax-----在飽和濃度中微生物的大比增長(zhǎng)速率,d-1
研究證明大多數(shù)的絲狀菌的KS和μmax值比菌膠團(tuán)的低,所以,按照以上Monond方程,具有低KS和μmax值的絲狀菌在低基質(zhì)濃度條件下具有高的增長(zhǎng)速率,而具有較高KS和μmax值的菌膠團(tuán)在高基質(zhì)濃度條件下才占優(yōu)勢(shì)。同樣認(rèn)為低負(fù)荷對(duì)于絲狀菌生長(zhǎng)有利的理論還有表面積/容積比(A/V)假說(shuō)。這里的表面積和容積,是指活性污泥中微生物的表面積與體積。該假說(shuō)認(rèn)為伸展于絮凝體之外的絲狀菌的比表面積(A/V)要大大超過(guò)菌膠團(tuán)細(xì)菌的比表面積。當(dāng)微生物處于受基質(zhì)限制和控制的狀態(tài)時(shí),比表面積大的絲狀菌在取得底物方面要比菌膠團(tuán)有利,結(jié)果在曝氣池內(nèi)絲狀菌就變成了優(yōu)勢(shì)菌。
低負(fù)荷易導(dǎo)致污泥膨脹這一觀點(diǎn)無(wú)論是在實(shí)際運(yùn)行中還是在理論上都有了較為成熟的解釋。但在我國(guó),通常生化反應(yīng)的負(fù)荷設(shè)計(jì)都是較高的,的大量污泥膨脹卻是在高負(fù)荷條件下發(fā)生的,這引起了人們對(duì)該理論的懷疑。事實(shí)上,在高負(fù)荷條件下的污泥膨脹往往是由于供氧不足、曝氣池內(nèi)DO濃度降低引起的。我們下面就針對(duì)溶解氧DO對(duì)于污泥膨脹的影響。
2.2溶解氧濃度對(duì)污泥膨脹的影響
微生物對(duì)有機(jī)物的降解過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是對(duì)氧的利用過(guò)程。溶解氧在活性污泥法的運(yùn)行中是一個(gè)重要的控制參數(shù),曝氣池中DO濃度的高低直接影響著有機(jī)物的去除效率和活性污泥的生長(zhǎng)。低DO濃度一直被認(rèn)為是引起絲狀菌污泥膨脹的主要因素之一。絲狀菌由于具有較大的比表面積和較低的氧飽和常數(shù),在低DO濃度下比絮狀菌增殖得快,從而導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。根據(jù)各方面的研究反應(yīng),DO對(duì)于污泥膨脹影響的的臨界值并不確定。DO濃度的要求是與污泥負(fù)荷息息相關(guān)的,負(fù)荷越高,則對(duì)應(yīng)的臨界值就越大。這一值的確定與工藝選擇、池型及進(jìn)水類型都有著密切關(guān)系,必須根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合實(shí)驗(yàn)才可以得出。
2.3其它方面對(duì)污泥膨脹的影響
2.3.1 污水種類
污水種類對(duì)污泥膨脹有著明顯的影響。通常來(lái)說(shuō),那些含有易生物降解和溶解的有機(jī)成份,特別是低分子量的烴類、糖類和有機(jī)酸類等類型基質(zhì)的污水易引起污泥膨脹,例如釀酒、乳品、石化和造紙廢水等。
2.3.2 營(yíng)養(yǎng)成分的不均衡
當(dāng)污水中N、P不足時(shí),易引起污泥膨脹的發(fā)生。通常認(rèn)為,N、P的合適比例為BOD5:N:P=100:5:1。很多研究表明許多絲狀菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)N、P有著較強(qiáng)的親和力,這可能就是缺乏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致污泥膨脹的原因。
2.3.3 pH值與溫度
一般認(rèn)為pH偏低易引起絲狀菌的大量繁殖。而溫度的對(duì)絲狀菌的影響也是很普遍的。例如,冬天Microthix parvicella在絲狀菌群中占優(yōu)勢(shì),而溫暖季節(jié)時(shí)Nocardiaform,0041型或Nostocoida limnicda較易大量繁殖。
另外污水在進(jìn)水處理系統(tǒng)前的早期厭氧消化產(chǎn)生的有機(jī)酸和硫化氫也可能導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。硫磺菌的的貝氏硫菌、硫絲菌等能從硫化氫氧化中獲取能量。而這么細(xì)菌以非常長(zhǎng)的絲狀性增殖,有時(shí)能長(zhǎng)達(dá)1厘米,從而導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。
3、生化體統(tǒng)(曝氣池)中污泥活性抑制與上浮的檢測(cè)方法
3.1 測(cè)定污泥的耗氧速率(OUR)和 ATP
測(cè)定活性污泥的耗氧速率(OUR),可判斷有無(wú)毒物流入、負(fù)荷條件和排泥平衡情況。若同時(shí)測(cè)定三磷酸腺苦(ATP),還可以從處理機(jī)能方面對(duì)微生物量和活性度進(jìn)行定量分析。根據(jù)P.E.Jorgensen等的研究表明,測(cè)定ATP含量和OUR是檢測(cè)生物量活性的可靠方法。
3.2 利用指示生物診斷活性污泥狀態(tài)和性能
用顯微鏡對(duì)活性污泥中的微生物進(jìn)行鏡檢,其中的原生動(dòng)物和后生動(dòng)物(統(tǒng)稱為微型動(dòng)物)相對(duì)比細(xì)菌個(gè)體大,在顯微鏡下易于觀察、鑒別和計(jì)數(shù),且對(duì)外界環(huán)境條件的變化更為敏感,作為指示生物來(lái)診斷活性污泥的狀態(tài)和性能,在工程實(shí)踐中已有較廣泛應(yīng)用。這種指示作用概括于表1中。
表1 微型動(dòng)物對(duì)活性污泥狀態(tài)和性能的指示作用
微型動(dòng)物鏡檢情況 | 活性污泥狀態(tài) |
①鐘蟲、遁纖蟲、累枝蟲、聚縮蟲、獨(dú)縮蟲等固著型原聲動(dòng)物和輪蟲等后生動(dòng)物大量出現(xiàn)(≥106個(gè)/L) | 良好 |
②微型動(dòng)物種類高度多樣化,沒有占優(yōu)勢(shì)數(shù)量的微生物 | |
①波豆蟲、尾波蟲、側(cè)滴蟲、屋滴蟲、豆形蟲、草履蟲等快速游泳型原生動(dòng)物較多 | 惡化 |
②嚴(yán)重惡化時(shí)微型動(dòng)物極少,或被一種(或一組)占優(yōu)勢(shì) | |
漫游蟲、斜葉蟲、管葉蟲等慢速游泳型或匍匐行進(jìn)的原生動(dòng)物較多 | 惡化→良好 |
可觀察到微型動(dòng)物,但個(gè)體數(shù)比正常污泥害臊,蠕動(dòng)纖毛類叫少。球衣菌、絲硫菌、微絲菌、放線菌大量出現(xiàn) | 膨脹、泡沫和浮渣 |
變形蟲和簡(jiǎn)便蟲等肉足類原生動(dòng)物的個(gè)數(shù)在混合液中出現(xiàn)104個(gè)/mL | 分散、解體 |
新態(tài)蟲、扭頭蟲、草履蟲出現(xiàn)較多 | 溶解氧(DO)不足 |
輪蟲和變形蟲大量出現(xiàn) | 曝氣過(guò)剩 |
4、 控制生化體統(tǒng)中污泥上浮的技術(shù)措施
①穩(wěn)定曝氣池進(jìn)水水質(zhì)的可行、較經(jīng)濟(jì)的方法是終水回流,用以稀釋、調(diào)節(jié)曝氣池進(jìn)水中的有機(jī)物濃度,使其穩(wěn)定在一定范圍內(nèi),終水回流的先決條件是污水處理廠的處理能力必須大于實(shí)際進(jìn)水量。
②污水處理廠應(yīng)考慮設(shè)有較大容積的調(diào)節(jié)池(均質(zhì)池)并控制好均質(zhì)池(調(diào)節(jié)池)液位。因高液位會(huì)使均質(zhì)池的水量緩沖能力下降,甚至喪失;而低液位運(yùn)行不僅均質(zhì)效果差,且易使油和均質(zhì)池底的雜質(zhì)進(jìn)人曝氣池,造成活性污泥受沖擊而上浮。液位宜控制在50%-70%。
③合理投加營(yíng)養(yǎng)鹽。由于工業(yè)廢水中營(yíng)養(yǎng)比例失調(diào),常常碳源充分而氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物不足,因此處理工業(yè)廢水時(shí)須另外補(bǔ)加。一般以尿素和磷酸鹽為氮源和磷源,但投加量不宜過(guò)量。
④曝氣池人口設(shè)中和池及由堿池、酸池、pH檢測(cè)儀、pH自動(dòng)調(diào)節(jié)閥等組成的pH自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),使曝氣池進(jìn)水的pH值控制在要求范圍內(nèi)。
⑤采用純氧曝氣。從西德引進(jìn)的純氧曝氣裝置,投產(chǎn)5a以來(lái)從未出現(xiàn)污泥上浮。
⑥污泥中毒引起的污泥上浮可以加大曝氣量,減少進(jìn)水量并清除死污泥。
⑦活性污泥的微生物組成主要依賴于廢水成分、流動(dòng)形式、運(yùn)行條件和適宜的設(shè)計(jì)。由于在實(shí)際處理過(guò)程中幾乎難以控制廢水成分,因此對(duì)運(yùn)行條件和反應(yīng)器設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化選擇至關(guān)重要。
5、二次沉淀池中污泥膨脹的一般解決辦法
5.1應(yīng)急措施
適用于臨時(shí)應(yīng)急,主要方法是投加藥物增強(qiáng)污泥沉降性能或是直接殺死絲狀菌。在曝氣池的入口處投加鐵鹽鋁鹽等混凝劑可以直接提高污泥絮凝性、壓密性,保證沉淀出水。另外,投加一些能夠殺滅絲狀菌的藥劑,如臭氧、過(guò)氧化氫等。氯加在回流污泥中也可以達(dá)到消除污泥膨脹現(xiàn)象。有效氯為10—20mg/l時(shí),就能夠有效殺滅球衣菌,貝代硫菌;高于20mg/l時(shí),可能對(duì)絮凝體形成菌產(chǎn)生危害,因此,在使用氯時(shí)一定要按投加量的允許范圍合理投加。投加過(guò)氧化氫和臭氧也可以起到破壞絲狀菌的效果。而臭氧,過(guò)氧化氫等氧化劑只有在較高的計(jì)量條件下才對(duì)球衣菌有殺滅效果。
采用這種方法一般能較快降低SVI值,但這種方法并沒有從根本上控制絲狀菌的繁殖,一旦停止加藥,污泥膨脹現(xiàn)象可以又會(huì)卷土重來(lái)。而且投藥有可能破壞生化系統(tǒng)的微生物生長(zhǎng)環(huán)境,導(dǎo)致處理效果降低,所以,這種辦法只能做為臨時(shí)應(yīng)急時(shí)用。
5.2改善生化環(huán)境
污水廠發(fā)生污泥膨脹的時(shí)候,一般無(wú)法從工藝流程、池型和曝氣方式的改變來(lái)解決,只能在正在運(yùn)行的流程基礎(chǔ)上通過(guò)改變生化池內(nèi)的微生物生長(zhǎng)環(huán)境來(lái)抑制或消除絲狀菌的過(guò)度繁殖。在不同的工藝和水質(zhì)的情況下,很難有一個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的解決方案。但生化工藝常遇見的幾種應(yīng)該注意的問(wèn)題必須加以注意。
5.2.1 污水性質(zhì)的控制
首先應(yīng)該檢查和調(diào)整pH值,當(dāng)pH值低于5以下時(shí),不僅對(duì)污泥膨脹會(huì)有利,而且對(duì)正常的生化反應(yīng)也會(huì)有一定的危害,所以當(dāng)pH值偏低時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整。
另外水溫對(duì)污泥膨脹有一定的影響,組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15--35℃,溫度每升高1℃微生物代謝速度提高1倍。當(dāng)溫度超過(guò)40℃時(shí)會(huì)使活性污泥中大部分微生物死亡而導(dǎo)致污泥膨脹。在北方寒冷地區(qū)一定應(yīng)注意冬季時(shí)的水溫,若水溫偏低應(yīng)加熱,因?yàn)榈蜏匾矔?huì)導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。采用鼓風(fēng)曝氣能有效地升高曝氣池內(nèi)水溫。
當(dāng)污水中營(yíng)養(yǎng)成份不足或失衡時(shí),應(yīng)補(bǔ)充投加。N、P含量應(yīng)控制在BOD:N:P=100:5:1左右。
若污水處理生化系統(tǒng)前已有消化現(xiàn)象的發(fā)生,產(chǎn)生的低分子有機(jī)酸將有利于絲狀菌的生長(zhǎng),這時(shí)可以對(duì)廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)預(yù)曝氣來(lái)加以改善。一般采用空氣擴(kuò)散器向3-5米有效水深的調(diào)節(jié)池曝氣,供氣量可以控制在0.5-1.0m3(空氣)/ m3廢水·h。它能使調(diào)節(jié)池的廢水保持新鮮,并有效防止由于厭氧所會(huì)帶來(lái)的臭氣。
5.2.2保持生化池內(nèi)足夠的溶解氧,一般控制在0.3---2mg/l;對(duì)于高負(fù)荷的生化系統(tǒng)一般至少應(yīng)控制DO>2 mg/l。
5.2.3調(diào)整曝氣池中污泥負(fù)荷,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,如果污泥負(fù)荷超過(guò)0.35kgBOD/kgMLSS.d易于發(fā)生絲狀菌性污泥膨脹。
5.2.4縮短沉淀池的水力停留時(shí)間和沉淀池內(nèi)的污泥應(yīng)及時(shí)排出或回流,防止其發(fā)生厭氧現(xiàn)象。若發(fā)生厭氧現(xiàn)象,產(chǎn)生的各種氣體吸附在污泥上,也會(huì)使污泥上浮,沉降性能變差。而且發(fā)生厭氧的污泥回流也會(huì)引發(fā)絲狀菌的大量繁殖。這種情況時(shí)除排泥和清除沉淀池內(nèi)的死角,并縮短污泥在池內(nèi)的停留時(shí)間外,還應(yīng)提高曝氣池DO值,使出入沉淀池的水保持較的溶解氧,或者在污泥回流進(jìn)入生化池前曝氣再生。
在解決了以上問(wèn)題后,如果污泥膨脹現(xiàn)象仍得不到控制,就得根據(jù)實(shí)際情況加以分析,下面針對(duì)幾中常見的工藝提出一些指導(dǎo)性的方法,供參考。
A. 高負(fù)荷活性污泥工藝
目前國(guó)內(nèi)對(duì)活性污泥工藝的設(shè)計(jì)通常采用中等負(fù)荷(0.3KgBOD5/(kgMLSS·d)),而在實(shí)際中人們從經(jīng)濟(jì)角度考慮總是采用較高的負(fù)荷,所以高負(fù)荷下的污泥膨脹在中國(guó)具體較為廣泛的意義。在高負(fù)荷情況下,是DO不足,所以先采取提高氣水比,強(qiáng)化曝氣,在推流式曝氣池內(nèi)首端采用射流曝氣等方式,觀察一段時(shí)間,找出問(wèn)題的所在。
如果在以上措施采取后一段時(shí)間情況仍無(wú)好轉(zhuǎn),則可考慮在曝氣池頭部加設(shè)軟填料。這一部份對(duì)于有機(jī)酸去除率很高,從而去除絲狀菌的生長(zhǎng)促進(jìn)因素,幫助絮狀菌生長(zhǎng)。這個(gè)方法比較有效,但造價(jià)較高,且對(duì)以后的維修管理造成不便。或者在曝氣池前設(shè)置一個(gè)水力停留時(shí)間約為15min的選擇器,一般能很有效的抑制絲狀菌的生長(zhǎng)。
對(duì)于間歇式進(jìn)水的SBR工藝來(lái)說(shuō),反應(yīng)器本身是*混合式的,而且在時(shí)間上其污染物的基質(zhì)就存在濃度梯度,所以無(wú)需再另設(shè)選擇器。通常間歇式SBR工藝產(chǎn)生污泥膨脹的原因是,污泥濃度過(guò)高,而進(jìn)水有機(jī)物濃度偏低或水量偏小而導(dǎo)致污泥負(fù)荷偏低。對(duì)于這種情況,降低排出比,提高基質(zhì)初始濃度,并對(duì)SBR強(qiáng)制排泥,一般就能夠?qū)ξ勰嗯蛎洭F(xiàn)象進(jìn)行有效的控制。而對(duì)于連續(xù)進(jìn)水的SBR如ICEAS和CASS等工藝如果發(fā)生污泥膨脹的話,就有必要在進(jìn)水端設(shè)置一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)或生物反應(yīng)器了。
B. 低負(fù)荷活性污泥工藝
低負(fù)荷活性污泥工藝曝氣池內(nèi)基質(zhì)濃度較低,絲狀菌容易獲得較高的增*率,所以是容易產(chǎn)生污泥膨脹。除了在水質(zhì)和曝氣上想辦法外,根本和有效的是將曝氣池分成多格且以推流方式運(yùn)行,或增設(shè)一個(gè)分格設(shè)置的小型預(yù)曝氣池作為生物選擇器,在這個(gè)選擇器內(nèi)采用高污泥負(fù)荷,吸附部分有機(jī)物并消除有機(jī)酸。這個(gè)辦法不但有助于抑制污泥膨脹,并能有效的改善生化處理效果。在曝氣池內(nèi)增加填料的方法也同樣在低負(fù)荷*混合工藝中適用。
對(duì)于A/O和A2/O工藝可通過(guò)在在好氧段前設(shè)置缺氧段和厭氧段以及污泥回流系統(tǒng),使混合菌群交替處于缺氧和好氧狀態(tài),并使有機(jī)物濃度發(fā)生周期性變化,這既控制了污泥膨脹又改善了污泥的沉降性能。而交替工作式氧化溝和UNITANK工藝等連續(xù)進(jìn)水的系統(tǒng)因?yàn)槠浔旧碓跁r(shí)間和空間上就有了實(shí)際上的“選擇器”,所以對(duì)污泥膨脹有著效強(qiáng)的控制能力。如果這兩種工藝發(fā)生污泥膨脹,則可通過(guò)調(diào)整曝氣控制溶氧量和控制回流污泥量來(lái)調(diào)節(jié)池內(nèi)的污泥負(fù)荷及DO,通過(guò)一段時(shí)間的改善,一般能夠控制住污泥膨脹現(xiàn)象。
6、 總結(jié)
總的來(lái)說(shuō),污泥膨脹由于絲狀菌的種類繁多,且生長(zhǎng)適宜的環(huán)境也不盡相同。在不同工藝不同水質(zhì)的情況下,微生物的生長(zhǎng)環(huán)境非常微妙,這就要求發(fā)生污泥膨脹時(shí),需要水處理工作者根據(jù)實(shí)際情況作大量切實(shí)的實(shí)驗(yàn)和分析,大膽實(shí)踐,才能解決污泥膨脹問(wèn)題。
WFRL-AO云南省玉溪市食品加工廠污水處理
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